Широкополосный свет

Мы будем рассматривать случаи узкополосного света (гл. 4, 1, п. В). Результаты же, относящиеся к широкополосному свету, будут приведены далее в данном параграфе. Начнем с того, что взаимная функция когерентности на поверхности Ег по определению имеет вид [c.190]

Читатель может легко показать (задача 5.9), исходя из формулы (4.1.9), что в случае широкополосного света соответствующее соотношение имеет вид [c.191]

Исходя из формулы (4.1.9), покажите, что для широкополосного света функция взаимной когерентности Г(Ql,Q2 т) на поверхности 2 рис. 5.16 может быть представлена в виде [c.223]

Нетрудно найти ситуации, в которых нарушается одно из отмеченных предположений или оба. Однако основанная на них простая теория оказывается более общей, чем может показаться с первого взгляда. Если известны результаты для узкополосного оптического сигнала с центральной частотой V, формулы для широкополосного света можно получить, выполнив интегрирование при изменении V в пределах спектра и включив явную частотную зависимость в ts(x, г/). Кроме того, что касается предположения о тонком экране , то, хотя фактически может зависеть от того, какую точку объекта ( , т]) мы рассматриваем, очевидно, что качество изображения определяется статистической автокорреляционной функцией величины ts, а эта автокорреляционная функция может совершенно не зависеть от ( , т]), даже если ts зависит (задача 8.1). [c.344]

В гл. 9 было показано, что при взаимодействии световых пучков со звуковой волной в фотоупругой среде возникает много интересных явлений. Эти явления (например, брэгговская дифракция) могут быть использованы при создании модуляторов света, дефлекторов пучков, перестраиваемых фильтров, анализаторов спектра и устройств обработки сигналов. Использование акустооптического взаимодействия позволяет модулировать лазерное излучение или обрабатывать с высокой скоростью информацию, переносимую излучением, поскольку при этом отпадает необходимость в использовании каких-либо механических перемещающихся элементов. Это свойство аналогично электрооптической модуляции с той лишь разницей, что при акустооптическом взаимодействии вместо постоянных полей применяются ВЧ-поля. Последние достижения в применениях акустооптических устройств обусловлены главным образом наличием лазеров, которые генерируют интенсивные когерентные световые пучки, развитием эффективных широкополосных преобразователей, генерирующих упругие волны с частотами вплоть до микроволновых, а также открытием веществ, обладающих замечательными упругими и оптическими свойствами. В данной главе мы изучим различные устройства, основанные на брэгговской дифракции. Будут рассмотрены их характеристики пропускания, эффективность дифракции, рабочая полоса частот и другие параметры. [c.393]

На практике полоса модуляции Д/ ограничивается широкополосным преобразователем и допустимыми отклонениями угла Брэгга. Последнее связано с тем, что соответствующий угол падения света при резонансной брэгговской дифракции зависит от частоты звука Од Xf/2nv). Для того чтобы дефлектор имел полосу Д/, угол падения (угол между волновым вектором падающего светового пучка к и звуковым волновым фронтом) должен перекрывать диапазон порядка [c.412]

Источник белого света при эффективной широкополосной фильтрации должен давать яркое изображение в полном цвете. Такому условию удовлетворяют голограммы сфокусированного изображения, позволяющие получать интерференционную картину с прямыми полосами 1см. пп. 10.2.4.1(а)1. Выбранная голограмма может быть либо позитивной, т. е. использующей для формирования изображения первый дифракционный порядок, либо негативной, или использующей нулевой дифракционный порядок. [c.464]

Регистрация напряжений в точках модели. Модель просвечивается поляризованным светом в рассматриваемой точке и производится с помощью фотоэлемента запись изменения интенсивности выходящего из анализатора света, определяющей разность хода. Ток от фотоэлемента через широкополосный усилитель регистрируется с помощью катодного осциллографа одновременно с записью отметок времени [51 [. [c.181]

Измерения в белом (полихроматическом) свете проводят, используя широкополосные излучатели и приемники со светофильтрами. [c.65]

Мнимая часть диэлектрической проницаемости (50.35) характеризует частотную зависимость истинного поглощения света кристаллом ). Первое слагаемое в (50.35) соответствует узкополосному резонансному поглощению фотонов с частотой сор и волновым вектором ( в результате образования в кристалле экситонов с частотой сор и квазиимпульсом НЦ. Второе слагаемое в (50.35) характеризует широкополосное поглощение в области частот [c.398]

Обычные источники света подобны Солнцу они являются широкополосными генераторами шума, размазывая свое излучение по широкому интервалу частот, и на любой данной частоте концентрируется небольшая мощность. Даже газоразрядные лампы, излучающие свет с ограниченным числом узких линий спектра, уступают лучшим ламповым генераторам как источникам мощности, генерируемой на одной частоте. [c.5]

Модуляторы широкополосных систем должны воспринимать электрические модулирующие сигналы с частотами до сотен или даже тысяч мегагерц. Это позволило бы одновременно передавать десятки или даже сотни телевизионных программ. Поэтому физическое явление, на основе которого работает модулятор, должно обладать свойством достаточного быстродействия. В электрооптическом и магнитооптическом эффектах такими быстродействующими факторами являются электрическое и магнитное ноля. Температурные и большинство механических методов модуляции света являются слишком медленными. В будущем, тем не менее, можно рассчитывать применить для наших целей ультразвуковые колебания, механические по своей природе. [c.75]

Какова точка зрения Г. Хакена Этот вопрос в книге специально не обсуждается. О позиции автора можно судить лишь по высказываниям на с. 23, 26. В разделе, посвященном образованию динамических структур в жидкости (с. 23), читаем .. . при еще больших числах Рэлея наступают осцилляции с несколькими основными частотами, которые при дальнейшем возрастании числа Рэлея сменяются совершенно беспорядочным движением, называемым турбулентностью, или хаосом . В разделе, посвященном когерентным колебаниям в лазерах (с. 26) читаем При различных условиях испускание света может становиться хаотическим , или турбулентным , т. е. совершенно беспорядочным. Линейчатый спектр частот при этом сменяется широкополосным . [c.10]

При различных условиях испускание света может становиться хаотическим , или турбулентным , т. е. совершенно беспорядочным. Линейчатый спектр частот при этом сменяется широкополосным. [c.26]

Спонтанное излучение характеризуется тем, что возбужденная частица, т. е. частица, находящаяся на верхнем энергетическом уровне, самопроизвольно при отсутствии внешнего светового потока переходит на нижний уровень, отдавая избыточную энергию в виде кванта света. Частицы излучают в различное время и с различной фазой, поэтому спонтанное излучение является некогерентным и широкополосным по спектру. [c.14]

Практич, применение нашли С. э.-л. п., принцип действия к-рых основан на возникновении центров поглощения света в определённой области спектра при облучении электронами ионных кристпаллов. В проходящем или отражённом широкополосном свете записанное пучком изображение выглядит окрашенным в дополнит, цвет и может быть спроецировано на внеш. экран. Для стирания изображения необходим подогрев экрана С. э,-л. п. Такие приборы получили назв. като-дохромных приборов или скиатронов. [c.470]

Рубик обрабатывается в виде стерженька, длина и диаметр которого определяют мощность излучения. Его торцы полируются до получения оптически плоской поверхности, затем они подвергаются серебрению для получения отражающихся поверхностей. Выходной конец кристалла является полупрозрачным. Рубиновый стерженек помещается вблизи импульсной лампы, служащей источником широкополосного света для оптической накачки. Энергетическая схема квантового генератора на рубине представлена на рис. 3-28. [c.231]

В гл. 1 мы показали, что процесс, который переводит атомы с уровня 1 на уровень 3 (для трехуровневого лазера см. рис. 1.4, а) или с уровня О на уровень 3 (для четырехуровневого лазера см. рис. 1.4,6), называется накачкой. Накачка осуществляется, как правило, одним из следующих двух способов оптическим или электрическим. При оптической накачке излучение мощного источника света поглощается активной средой и таким образом переводит атомы активной среды на верхний уровень. Этот способ особенно хорошо подходит для твердотельных (например, для рубинового или неодимового) или жидкостных (например, на красителе) лазеров. Механизмы ушире-ния линий в твердых телах и жидкостях приводят к очень значительному уширению спектральных линий, так что обычно мы имеем дело не с накачкой уровней, а с накачкой полос поглощения. Следовательно, эти полосы поглощают заметную долю (обычно широкополосного) света, излучаемого лампой накачки. Электрическая накачка осуществляется посредством достаточно интенсивного электрического разряда, и ее особенно хорошо применять для газовых и полупроводниковых лазеров. В частности, в газовых лазерах из-за того, что у них спектральная ширина линий поглощения невелика, а лампы для накачки дают широкополосное излучение, осуществить оптическую накачку довольно трудно. Замечательным исключением, которое следует отметить, является цезиевый лазер с оптической накачкой, когда пары s возбуждаются лампой, содержащей Не при низком давлении. В данном случае условия для оптической накачки вполне благоприятны, поскольку интенсивная линия излучения Не с 390 нм (достаточно узкая благодаря низкому давлению) совпадает с линиями поглощения s. Фактически этот лазер представляет интерес лишь в историческом плане, как одна из первых предложенных лазерных схем. Кроме того, его реализация на практике является весьма сложной, поскольку пары s, которые для обеспечения достаточного давления газа необходимо поддерживать при температуре 175 °С, представляют собой весьма агрессивную среду. Оптическую накачку весьма эффективно можно было бы использовать для полупроводнико- [c.108]

Рубин. Холодильный прибор, использующий в качестве механизма охлаждения антистоксовую флуоресценцию, во многом аналогичен лазеру, запущенном в обратном режиме мощное когерентное строго направленное излучение вносится в активную среду, которая переизлучает почти изотропно и на более высокой частоте широкополосный свет. Многие исследователи именно с этих позиций подходили к выбору перспективной среды для охлаждения. В частности, всего спустя год после наблюдения непрерывной лазерной генерации в рубине [86] уже была высказана возможность оптического охлаждения в районе температур ниже 100 К [48]. Процесс охлаждения предлагалось осуществить по следующей схеме оптическая накачка возбуждает ионы трёхвалентного хрома, находящиеся в основном электронном состоянии и переводит их на нижний уровень — расщепления отсюда при установлении теплового равновесия происходит переход на уровень вверх, с поглощением фонона энергии 29см последующие спонтанные оптические переходы из этих состояний в основное, известные как К и Я2 линии, приведёт к отводу тепла из кристалла. Подробный расчёт этой схемы приведён в посвящённом рубину разделе параграфа 2.4. Но на 1963 год не было подробной информации о процессах, которые препятствовали оптическому охлаждению в рубине. В результате этого невозможно было оценить величину вклада в нагрев процессов многофононной релаксации, процессов релаксации пар (троек, четвёрок) ионов Сг+ , зависимости от времени установления ион-решёточного равновесия, от перепоглощения флуоресцентного излучения. [c.55]

Голограмма-оригинал должна иметь высокую дифракционную эффективность. Требования к уровню шума при монохромной голограмме несколько снижаются, поскольку копирование осуществляется в узком спектральном диапазоне лазерного излучения, а шум— широкополосный. Более жесткое требование предъявляется к правильному режиму экспонирования голограммы-оригинала и точной передачи градаций яркости, для чего необходимо работать на восходящем почти линейном участке экспозиционной характеристики (см. рис. 36), не переходя за максимум. В большинстве случаев при съемке голограмм, не предназначенных для копирования, можно работать на всем диапазоне экспозиционной характеристики, хотя при этом несколько искажается передача полутонов. При двукратном голографировании (оригинал — копия) линейность рабочей характеристики очень важна. Правильно экспонированная голограмма обычно более зашумлена для восстановления в белом свете, но при восстановлении лазерным светом одной длины волны уровень шума приемлем. [c.98]

Модуляторы лазерного излучения. В работе [43] описан модулятор лазерного излучения, изготовленный на основе монокристалла НБС состава х = 0,5. При этом отмечается, что кри)в1аллы с ж = 0,25 для этих целей неприменимы вслед ствие высокого значения диэлектрической нроницаетсти е. Для модулятора использовался монокристалл НБС размерами 0,3 X 0,4 X 10 мм с большим размером вдоль оси х. Кристалл имел емкость 20 пФ и включался в 50-омную широкополосную согласующую схему. Отраженная мощность была менее 1% вплоть до 300 МГц, импульсы напряжения имели фронт нарастания до 3 НС и быстрый спад. Управляющее напряжение для длины волны света % = 0,633 мкм составляло 22 В. Отношение интенсивности прошедшего света к поглощенному составляло 15 дб. Диаметр лазерного пучка на поверхности кристалла имел величину 0,1 мм. [c.122]

Не останавливаясь на обсуждении конкретных результатов, полученных в [9.110, 9.115], отметим, что для рассматриваемого фоторефрактивного дефлектора максимальная широкополосность (9.23) может быть достигнута, очевидно, в схеме, представленной на рис. 9.19. Ее характерной особенностью является то, что отклоняемый пучок дифрагирует на решетке с разностным вектором Ki-i = = К К"- При этом один из решеточных векторов, например К", предполагается неизменным, а второй — К" изменяет свою длину вследствие изменения длины волны записывающего данную решетку вета. Схема выбрана так, что в результате этих изменений разностный вектор скользит вдоль касательной к соответствующей поверхности волновых векторов считывающего света, аналогично тому, как это происходит в классической геометрии широкополосной анизотропной а кустооптической дифракции (рис. 5.12, а). [c.247]

Оптическая схема приведена на рис. 2. Устройство включало в себя два зеркала, поворачивающихся в поле зрения на 90°, что составляло примерно 2,7 дюйма (68,5 мм) в направлении движения волны. Картина регистрировалась при помощи покадровой съемки 35-мм камерой WB-2 фирмы Бекман и Уитли , работающей при скоростях между 221600 и 231 800 кадров в 1 с до момента, когда яркость света уменьшалась настолько, что было нельзя проводить дальнейшие наблюдения, оказывалось возможным получить примерно 45 полезных кадров. Применялся полярископ медленно сходящегося проходящего света с зеленым фильтром Рэттен № 77 фирмы Кодак в сочетании с широкополосным тонкопленочным интерференционным фильтром № 90-3-480 фирмы Бауш и Ломб , который служил для поглощения нежелательного красного и голубого света. Такая комбинация позволяла выделить полосу света шириной около 200 А с пиком в окрестности 5460 А, дававшей разрешение не менее 11 интерференционных полос. Источником света служила яркая ксеноновая импульсная лампа GE-524 с питанием от источника напряжением 3600 В и от батареи конденсаторов емкостью 100 мкФ, [c.218]

На рис. 6.15 представлена общая схема интерферометра интенсивностей. Высокочувствительные и широкополосные фотоприемники (обычно фотоэлектронные умножители — ФЭУ) непосредственно регистрируют свет, падающий в точки Р и Р2. В простейшей классической модели процесса регистрации, в которой не учитывается дискретный характер взаимодействия света с фоточувствительнымн элементами (так же как и другие возможные причины шума), фототоки, генерируемые двумя [c.258]

Длительность импульса. Порог ВРМБ возрастает не только для широкополосной накачки, но и для коротких импульсов вследствие нестационарности процесса рассеяния. Различают локальную не-стационарность, когда длительность импульса меньше времени установления ВРМБ 7 j, GbpV2i и волновую нестационарность, когда длительность импульса. меньше времени пробега света через рассеивающую среду t <,L. При локальной нестационарности инкремент уменьшается по сравнению с формулой (4.35) в соответствии со следующим выражением [c.172]

Ииь[ми комбинациями покрытий из тех же ])аство-ров получают узкополосные имте1)ференционные фи-льт])ы. Сочетая их с широкополосными светоделителями и стеклянными или газовыми фильтрами, можпо убирать побочные максимумы иронускаиия. В результате удается получать комбинированные свето- [c.247]

На основе монокристаллов сульфида кадмия в настоящее время изготавливают твердотельные усилители и генераторы ультразвука, широкополосные устройства для задержки и оптимальной фильтрации радиосигналов, кодирования и запо-М1 нания информации, модуляторы света и т. д. [c.5]

Следует отметить, что наивысшее значение полученных в настоящее время искусственным образом звуковых частот n составляет около 100 ГГц. Методом тепловых импульсов при низких температурах удается несколько продвинуться в сторону еще более высоких частот. При этом используется нагревание импульсом света от лазера продолжительностью 10—100 не, импульсом тока или СВЧ-из-лучения тонкой (a IO" см) соединенной с кристаллом металлической пленки размером порядка 1 мм% что позволяет получить широкополосный звуковой импульс (некогерентные фононы). В использовании этого метода имеются, однако, существенные трудности. Они связаны как с некогерентпостью излучаемого поля фононов, так и с трудностью их детектирования [8]. Таким образом, звуковые частоты Q, которые сейчас возможно получать, в общем при температурах выше 40—50 К существенно ниже, чем среднее значение частоты тепловых фононов, несмотря на большие успехи эксперимента. Иными словами, обычно [c.245]

Для использования в оптическом мазере розовый рубин подвергается механической обработке и превращается в стержень длиной около четырех сантиметров и диаметром в нолсантиметра. Его торцы с помощью полировки делаются оптически плоскими и параллельными и частично серебрятся. Стержень помещается вблизи импульсной электронной трубки, дающей широкополосный накачивающий спектр. Мейман раньше всех обнаружил, что наиболее сильные из этих ламп, соединенные с мощными источниками питания, могут перевести большинство атомов хрома в возбужденное состояние. До определенного критического уровня накачки ничего не происходит, кроме испускания рубином размытого импульса, типичного для флюоресцентного света. Испускание длится в течение времени, обычного для распада возбужденных атомов. Но за критическим уровнем начинается действие мазерного эффекта — интенсивный импульс красного света длительностью примерно в полмиллисекунды испускается из частично посеребренных торцов. Он указывает на то, что достаточный избыток атомов был накачан в возбужденное состояние, чтобы превысить потери на торцах. [c.10]

Рис. 8. Для сложных молекул органических красителей не существует простого параметра, с помощью которого можно изобразить потенциальную кривую отдельного состояния. Тем не менее, сужение спектра излучения и возможность настройки по частоте излучения лазера на красителе хорошо объяснимы, по крайней мере качественно, с помощью потенциальных диаграмм. Для обычных широкополосных отражающих зеркал, помещенных в полость лазера на красителе, вынужденное ивлучение идет в широком интервале длин волн, соответствующих сумме излучений от всех молекул, накачанных до первого возбужденного синглетного состояния (а, б). В этом случае молекулы находятся в равновесном тепловом распределении в континууме колебательных состояний (серый оттенок). Когда в оптическую полость помещается узкополосный фильтр, через который проходят только более короткие волны, то вынужденное ивлучение имеет место только для линии о длиной волны, проходящей через фильтр (в). Этот процесс стремится выборочно истощить населенность молекул на низших колебательных уровнях первого возбужденного синглетного состояния, тем самым нарушая тепловое равновесное распределение молекул по континууму колебательных состояний. Однако молекулы с ббльшей колебательной анергией быстро переходят на нижние колебательные уровни (г) и, таким образом усиливают свет с более короткими длинами волн (д). Аналогичные рассуждения справедливы и в случае, когда фильтр настроен на пропускание

Я уже упоминал, что магнитооптические эффекты в кристаллах — достаточно быстродействующие, чтобы использовать их в широкополосных модуляторах света. Недавно Р. С. Лекроу из лаборатории компании Белл построил такой модулятор, используя эффект Фарадея. Эффект Фарадея — это вращение плоскости поляризации световой волны, проходящей через вещество в направлении, параллельном внешнему магнитному полю. Он имеет место в газах, жидкостях и твердых телах. Он назван так но имени Майкла Фарадея, открывшего этот эффект в стекле в 1845 году. [c.82]

Так же как и на измеритель Бениоффа, на лазерный измеритель деформаций влияют атмосферные условия. Изменения температуры, давления и состава воздуха создают турбулентность, которая может исказить лазерный луч. Поэтому 1020-метровая труба установки в ущелье Стивенса откачана. Фактически весь световой путь установки заключен в трубе. Только миллиметр воздуха отделяет основные зеркала от торцов трубы, закрытых оптическими стеклами с покрытием, уменьшающим потери на отражение. Кроме того, установка помещена глубоко под землей, изолирующей ее от случайных тепловых деформаций, обусловленных ежедневным нагреванием и охлаждением земной поверхности. Эти деформации обычно не интересуют исследователей. Установка в ущелье Стивенса и некоторые другие лазерные измерители определяют изменения в деформациях Земли, регистрируя движение интерференционных полос. Для слежения за движением полос в измерителе в ущелье Стивенса применен тот же механизм, что и для слежения за звездой в космических навигационных датчиках. Он представляет собой зеркальный гальванометр. Зеркало направляет свет от полосы на фотоумножитель, управляющий в свою очередь током в гальванометре. Когда фотоумножитель регистрирует уменьшение освещенности, что означает смещение с зеркала света от центра полосы, ток через гальванометр увеличивается и поворачивает зеркало снова к центру полосы. В следящем механизме можно использовать также пьезокристалл или датчик автоматической подстройки широкополосного усилителя. [c.131]

Для генерации фемтосекундных импульсов успешно применяют принцип фа-зировки спектральных компонент света (рис. 18.17, а). Так как длительность импульса и ширина его частотного спектра есть величины дополнительные, то на первой стадии путем самовоздействия импульса в нелинейной среде получают широкополосное излучение, и лишь на второй, вводя дополнительную разность хода между различными спектральными компонентами, добиваются их наилучшей фазировки и тем самым формирования сверхкороткого светового импульса. Один из наиболее эффективных вариантов этой техники — компрессия модулированного импульса (рис. 18.17, 6), Используя самомодуляцию мощного лазерного импульса в волоконном световоде (среда с безынерционной кубической нелинейностью керровского типа), получают частотно-модулированный импульс. Как и положено в случае нормальной дисперсии прозрачных сред, в этом им- [c.291]

Как будет изложено в последующих главах, используемые в ВОЛС полупроводниковые источники света имеют неизменно широкую полосу излучения, составляющую около 30 им у светодиодов (СД) и около 3 нм у полупроводниковых лазеров, о означает, что по сравнению с современной сложной системой радиосвязи оптические системы связи первого поколения оказываются сравнительно простыми и, по существу, состоят только из включаемого и выключаемого источника широкополосного шума . Некоторые самые раннне системы телеграфной радиосвязи использовали этот же принцип до появления перестраиваемых избирательных систем, позволивших использовать узкополосные несущие колебания. Теоретически исключительно широкая полоса пропускания оптических систем связи оказалась нереализуемой на практике, одиако в результате проведен- [c.12]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...